Virtuális méréstechnika Spektrum számolása 1 Mingesz Róbert V

Tartalom Spektrum számolása Feladatok megoldása 2

Spektrum számolása 3

Jelek mintavételezése dt: – mintavételi időköz fs = 1/dt – mintavételi frekvencia 4

Fourier reprezentációk 5

SpektrumSpektrum f 0 – DC jelszínt df – frekvencia felbontás f i = i ∙ df – kiválasztott frekvencia 6

DFTDFT 7

Négyszög ablakfüggvény 8

Hanning ablakfüggvény 9

WaveformWaveform 10 oldal Kezdőidő (dátum/relatív idő) ( t0 ) Mintavételi időköz ( dt ) Kitérés ( Y ) Clusterrel helyettesíthető

Waveform paletta 11 oldal

Waveform generálása 12 oldal Signal processing / Wfm Generation

Mintavételezés paraméterei (Sampling info) 13 oldal Mintavételi frekvencia ( Fs ) Minták száma ( #s, tipikusan kettő hatvány)

PSD számolása 14 oldal Signal processing / Wfm Measure

Teljesítménysűrűség spektrum 15 oldal Kezdő frekvencia ( f0=0 ) Frekvencia-feloldás ( df ) Amplitúdó ( magnitude )

Amplitúdó spektrum számolása 16 oldal Signal processing / Wfm Measure

Tömb feldarabolása több, egyforma nagyságú (block size) részre Tömb feldarabolása 17 oldal

Intensity Graph 18 oldal Fogadott adattípus: 2D tömb

1. feladat Hozzon létre egy háromszögjelet, majd számolja ki a négyzetét! A jel paraméterei: frekvencia: 10 Hz, mintavételi frekvencia: 10 kHz, minták száma Ábrázolja mindkét jelet egy grafikonon, úgy, hogy jól látszódjon az eredmény! Számolja ki mindkét jel amplitúdó-spektrumát (magnitude), és ábrázolja őket egy grafikonon 0 és 100 Hz között. 19 oldal

1. feladat Mi a különbség a két jel között? Milyen különbséget látunk, ha az y tengely (magnitúdó) logaritmikus? Miért nem csak 10 Hz-nél látunk bármit a spektrumban? Mit jelent a spektrum 0- nál felvett értéke? Miért nem éles vonalakat látunk? Hogy lehetne ezen segíteni? A vi előlapot megfelelően alakítsa ki, a feliratok legyenek informatívak (a tengelyfeliratok is)! 20 oldal

2. feladat A mellékelt SampleSignalForPSD.vi egy minta jelet ad vissza, valamint a hozzá tartozó paramétereket (mintavételi frekvencia, minták száma). Készítsen olyan programot, amely kiszámolja a jel teljesítménysűrűség-spektrumát (PSD). Megjegyzés: az SampleSignalForPSD.vi subVI- ként kell felhasználni, a VI-t nem kell megnyitni vagy szerkeszteni 21 oldal

2. feladat A program előlapján lehessen választani, hogy milyen ablakfüggvényt használunk, valamint azt, hogy decibel (logaritmikus) vagy normál (lineáris) skálán szeretnénk-e látni az eredményt. A program előlapját megfelelően feliratozza! Magyarázza meg, a látott spektrumot! Milyen különbséget lát a lineáris és a logaritmikus skálán való megjelenítés között? Történt-e „hiba” a mintavételezés során? 22 oldal

3. feladat Egy ciklusban darabolja fel a teljes jelet 1024 mintából álló darabokra. Számolja ki az egyes darabok spektrumát, majd az (időfüggő) eredményt jelenítse meg egy Intensity Graph-on! 23 oldal

3. feladat A program legyen képes mind lineáris, mind decibeles skálán megjeleníteni az eredményt! (Megjegyzés: lineáris skála esetén célszerű ha a z tengely autoskálán van, decibeles skála esetén pedig – 60 db min és 0 db max az ideális beállítás). Miben különbözik a kép lineáris és decibeles skálán? Magyarázza meg mit lát a spektrumban! 24 oldal

4. feladat Kíváncsiak vagyunk, hogyan változik a jel teljesítménye az 1024 Hz-hez tartozó frekvencián. Hogyan kaphatjuk meg a jel teljesítményét az adott pontban? Készítsen (a hármas feladaton alapuló) programot, mely ábrázolja ennek időbeli változását. Hogyan magyarázza ez a jel a korábbi spektrumokat? 25 oldal